Redis是一个开源(BSD许可),内存存储的数据结构服务器,可用作数据库,高速缓存和消息队列代理。它支持字符串、哈希表、列表、集合、有序集合,位图,hyperloglogs等数据类型。内置复制、Lua脚本、LRU收回、事务以及不同级别磁盘持久化功能,同时通过Redis Sentinel提供高可用,通过Redis Cluster提供自动分区。
Redis到底有多快Redis采用的是基于内存的采用的是单进程单线程模型的 KV 数据库,由C语言编写,官方提供的数据是可以达到100000+的QPS(每秒内查询次数)。
横轴是连接数,纵轴是QPS。
我们看着官方给出的数据,发现是真的快;作为一个有梦想的程序员,必须得知道它为啥那么快,你说对不对!
那么我在网页查阅过一些资料,大致的情况如下:
完全基于内存,绝大部分请求是纯粹的内存操作,非常快速。数据存在内存中,类似于HashMap,HashMap的优势就是查找和操作的时间复杂度都是O(1);
数据结构简单,对数据操作也简单,Redis中的数据结构是专门进行设计的;
采用单线程,避免了不必要的上下文切换和竞争条件,也不存在多进程或者多线程导致的切换而消耗 CPU,不用去考虑各种锁的问题,不存在加锁释放锁操作,没有因为可能出现死锁而导致的性能消耗;
使用多路I/O复用模型,非阻塞IO;
使用底层模型不同,它们之间底层实现方式以及与客户端之间通信的应用协议不一样,Redis直接自己构建了VM 机制 ,因为一般的系统调用系统函数的话,会浪费一定的时间去移动和请求;
多路I/O复用模型是利用 select、poll、epoll 可以同时监察多个流的 I/O 事件的能力,在空闲的时候,会把当前线程阻塞掉,当有一个或多个流有 I/O 事件时,就从阻塞态中唤醒,于是程序就会轮询一遍所有的流(epoll 是只轮询那些真正发出了事件的流),并且只依次顺序的处理就绪的流,这种做法就避免了大量的无用操作。
总结起来其实就三个点:
使用 epoll 网络模型,采用单线程处理请求。
使用符合需求的各种高性能数据结构。
redis 使用内存操作;并使用C语言编写。
本次系列的文章不重点讨论 epoll 网络模型,主要记录学习redis数据结构的原理。让我们知道 redis 为什么数据处理得非常快。
redis 的 string 实现原理
redis 的 list 实现原理
redis 的 set 实现原理
redis 的 sorted set 实现原理
redis 的 hash 实现原理
其他数据类型的介绍